CN102620271B

CN102620271B - 太阳能蒸汽发生系统

Info

Publication number: CN102620271B
Application number: CN201210072100.6A
Authority: CN
Inventors: 周锡明
Original assignee: HANGZHOU TIANBA ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: Hangzhou Tianba Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2014-01-01
Anticipated expiration: 2032-03-19
Also published as: CN102620271A

Abstract

一种太阳能蒸汽发生系统，它主要包括太阳能集热器、控制器以及储汽桶，其中所述的太阳能集热器主要由连接箱、导热管以及真空集热管组成，多个太阳能集热器串联连接成为一组集热群，所述连接箱包括一在箱体外壳内设置的主流道，在所述主流道外设置有至少一层保温层，主流道的两端设置有连接端口，主流道上设置有多个连接导热管的T型座，该T型座外套置有连接真空集热管的弹性密封座；多个连接箱通过连接端口相互串联形成集热群；集热群最前端连接箱的进水连接端口通过管道连接有带有单向阀的水泵；集热群通过管道连接于储汽桶；多路集热群并联后以增大出气量；它具有结构合理、紧凑，使用安装方便，集热效率高，能连续大容量产生蒸汽供使用，且使用寿命长，使用成本低等特点。

Description

太阳能蒸汽发生系统

技术领域

本发明涉及的是一种利用太阳能进行集热产生蒸汽的发生系统，属于太阳能光热应用技术领域。

背景技术

目前太阳能热水系统的技术已经相当成熟，通过真空集热管或集热板将太阳光热收集后加热集热管内的水，并通过循环水加热系统集于水箱中供人们使用，但由于现有太阳能集热器所收集太阳能光热后被加热的水温通常不高，难以产生蒸汽，因此，很少有人去考虑太阳能蒸汽发生技术创新；尽管目前也有少部分设计人员试图研发一些太阳能蒸汽发生设备，他们通常采用集热性能好的太阳能集热器，虽然能够将水加热到一定的高温使水蒸发，但却因不能抗受高温及容量太小，难以产生持续的蒸汽量供应人们使用；而且，当水被加热蒸发变成蒸汽，便会产生一定的压力；这对于目前所使用的太阳能集热器的结构带来很大的考验，将目前常用的太阳能集热器用于太阳能蒸汽发生器，还必须解决设备的承压问题，否则将大大降低其使用寿命，最终影响其使用的推广。因此，目前的太阳能集热系统基本上停留在太阳能热水器的应用上，无法拓展到太阳能蒸汽发生器，或者太阳能发电等等应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种在现有太阳能技术技术上进行改进的、可以连续产生蒸汽供使用的太阳能蒸气发生系统。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它主要包括太阳能集热器、控制器以及储汽桶，其中所述的太阳能集热器主要由连接箱、导热管以及真空集热管组成，多个太阳能集热器串联连接成为一组集热群，所述的连接箱包括一在箱体外壳内设置的主流道，在所述主流道外设置有至少一层抗150℃以上温度的保温层，以保证主流道内被加热的水或蒸汽的保温，主流道的两端设置有连接端口，主流道上设置有多个连接导热管的T型座，T型座和导热管通过螺纹连接，内、外螺纹之间有软性密封材料密封；该T型座外套置有连接真空集热管的弹性密封座；多个连接箱通过连接端口相互串联而形成一组集热群；集热群最前端连接箱的进水连接端口通过管道连接有由控制器控制的、带有单向阀的水泵；集热群通过管道连接于设置有进汽口和出汽口的储汽桶。

所述的T型座焊接在所述的主流道上，T型座上设置有内螺纹接口，其上通过一连接头连接着所述的导热管，以上结构可以保证其连接部位的连接牢度和密封，减少因温度升高或压力升高产生泄漏；所述主流道的外面至少包覆有两层保温层，其中内层为高效绝热保温层，外层为泡沫保温层，上述两层保温层的设置，有利于提高保温效果，同时降低保温成本。

所述的连接头上段设置有与内螺纹接口配合的外螺纹并旋接在所述的T型座上，连接头的下段为多棱柱体或带有多个孔的圆柱体，以利于坚固之用；所述导热管插接在所述连接头下段内孔中并焊连；所述T型座和主流道经焊连置于箱体外壳之间的保温层中；上述结构有利于导热管的连接牢度可靠及密封性好，避免因温度高和压力增大产生泄漏，同时还有利于减少热量损失。

所述的控制器主要包括水泵、单向阀、转换开关K、继电器J1和J2，控制电路板、压力开关、电加热管、进水阀和储水箱；所述的储汽桶上设置有进汽口、出汽口、卸压安全阀、压力传感开关、排水阀、并在储汽桶内安装装有电加热器、水位传感器；所述水位传感器与所述控制电路板连接，所述控制电路板与串接在水泵电源电路上的继电器J2相连；设置在储汽桶上的常闭压力传感开关，其一端经一转换开关连接所述控制电路板，另一端通过一继电器J1连接在所述电加热管的电源电路上。

所述的集热群为多个，且每组集热群最后端连接箱的出汽连接端口通过管道并联后通过一根进汽管连接于所述储汽桶上设置的进汽口上；每组集热群最前端连接箱的进水连接端口通过管道并联后通过一根进水管连接所述的水泵。

本发明是在现有太阳能技术的基础上做出的改进型发明，它至少解决了集热效率问题，连续大容量蒸汽发生问题以及太阳能集热器耐高温和耐压等问题，具有结构合理、紧凑，使用安装方便，集热效率高，能连续大容量产生蒸汽供使用，且使用寿命长，使用成本低等特点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明单组太阳能集热器的结构示意图。

具体实施方法

下面将结合附图对本发明作介绍：图1所示，本发明主要包括太阳能集热器1、控制器2以及储汽桶3，其中所述的太阳能集热器1主要由连接箱4、导热管13以及真空集热管14组成，见图2所示，多个太阳能集热器1串联连接成为一组集热群，所述的连接箱4包括一在箱体外壳9内设置的主流道5，在所述主流道5外设置有至少一层保温层，主流道5的两端设置有连接端口10，主流道5上设置有多个连接导热管13的T型座11，该T型座11外套置有连接真空集热管14的弹性密封座8；多个连接箱4通过连接端口10相互串联而形成一组集热群；集热群最前端连接箱4的进水连接端口通过管道连接有由控制器2控制的、带有单向阀15的水泵16；集热群通过管道连接于设置有进汽口20和出汽口21的储汽桶3。

图2所示，所述的T型座11焊接在所述的主流道5上，T型座11上设置有内螺纹接口，其上通过一连接头12连接着所述的导热管13；所述主流道5的外面包覆有两层保温层，其中内层为高效绝热保温层6，外层为泡沫保温层7。

所述的连接头12上段设置有与内螺纹接口配合的外螺纹并旋接在所述的T型座11上，旋接时T型座11的内螺纹和连接头12的外螺纹之间附有软性密封材料；连接头12的下段为多棱柱体或带有多个孔的圆柱体；所述导热管13插接在所述连接头12下段内孔中并焊连，有利于导热管13与连接头12之间的连接强度，导热管13另一头是封闭的；所述T型座11位于主流道5和箱体外壳9之间的保温层中，这将有利于集热效率的提高，减少热量的损失。

所述的控制器2主要包括水泵16、单向阀15、转换开关K、两只继电器J1和J2，控制电路板17、电加热管18、进水阀25和储水箱19；所述的储汽桶3上设置有进汽口20、出汽口21、卸压安全阀22、压力传感开关K1、排水阀23、并在储汽桶3内安装装有电加热器18、水位传感器24；所述水位传感器24与所述控制电路板17连接，所述控制电路板17与串接在水泵电源电路上的继电器J2相连；设置在储汽桶3上常闭的压力传感开关K1，其一端经一转换开关K连接所述控制电路板17，另一端通过一继电器J1连接在所述电加热管18的电源电路上。

本发明可以根据需要，将多个集热群并联后，以增大出汽量，在每组集热群最后端连接箱的出汽连接端口通过管道并联后通过一根进汽管26连接于所述储汽桶3上设置的进汽口20上；每组集热群最前端连接箱的进水连接端口通过管道并联后通过一根进水管27连接所述的水泵16。

实施例：

本发明主要由太阳能集热器1、控制器2以及储汽桶3组成；

所述的太阳能集热器由连接箱、导热管及真空集热管组成；所述的真空集热管可以是现在市场普遍的成熟产品，多组太阳能集热器串联连接成为集热群，根据需要可以多个集热群并联后以增大出汽量。

本发明主要解决的一个技术问题是太阳能集热器的耐高温和耐压问题，结合图2所示，所述的连接箱包括主流道、内保温层、外保温层、弹性密封座、箱体外壳和连接端口,连接端口为法兰式或活接式。

主流道上焊接有多个连接导热管的T形座接口，它的外部包裹有内保温层和外保温层及箱体外壳，T形座接口处套有弹性密封座，T形座接口为内螺纹，导热管为外螺纹连接。

控制器包括各种电子电器元件组成的控制装置，包括水泵、单向阀、转换开关K、继电器J1和J2，控制电路板、电加热管、进水阀和储水箱。

结合附图2所示的储汽桶上设置有进汽口、出汽口、卸压安全阀、压力传感开关、排水阀、并装有电加热器、水位传感器。

工作过程：接通电源，水位传感器检测到储汽桶内无水，控制器的控制电路板触发继电器J2，J2开关吸合，水泵启动进水至集热群的各个主流道和导热管中，当水位传感器检测到有水时，停止进水。

真空集热管被太阳照射后，内管中产生热能传导给导热管对水加温，因是多个串联而对水是叠加升温，产生蒸汽后还继续升温，从而产生压力汽体，汽体经管道送入储汽桶内经出汽口提供给用户使用。

当进入储汽桶内的气压不够时，用户将转换开关K按动导通，压力传感开关为常闭，控制电路板触发继电器J1，J1开关被吸合，从而启动电加热器加温，当储汽桶内的气压达到用户设定的压力要求时，压力传感开关被断开而停止电加热器工作。

当太阳能集热的气压达到用户使用要求时，按动转换开关K使之断开即为全太阳能蒸汽；当压力高于设定值时压力传感开关会自动断开；当水位传感器检测到储汽桶内水位过低时，控制电路板又触发继电器J2，J2开关吸合进水，同时因水位过低为避免电加热器空烧使J1不导通，检测到有水时再触发继电器J1，J1开关吸合加温；以此循环实现全自动控制；为安全起见，储汽桶上置有自动卸压安全阀。

本实施例的结构说明如下：

1、主流道和T形座是相互焊接而成，T形座上设置有是内螺纹接口，通过连接头连接导热管；

2、T形座外套有弹性密封座，以连接和密封真空玻璃管用；

3、保温材料为二层，内为高效绝热层，外为泡沫层；也可用一层；

4、连接端口可以是法兰式，螺纹式或活动式，波纹管式；

5、外壳体可以是园形，方形；

6、导热管与连接头为插入式焊接，导热管下端为封闭式，连接头上段为外螺纹，下段为多棱柱体或带多个孔的圆柱体，目的是为了连接坚固；

7、导热管的另一端是封闭的，导热管与T型头连接时的内、外螺纹之间附有密封材料；

8、真空玻璃管是成熟产品，由内玻璃管、外玻璃管在两端熔合封闭，内、外层中间抽为真空以达到保温目的，在内玻璃管的外壁上附有吸热材料；

9、连接箱是多组串联连接的，为增加汽体的排出量可以组成多路并联；

10、集热群与储汽桶以及供水是用管道连接的；

11、自来水可以直接连接进水泵，但水压不一，为稳定进水压力，可采用储水箱稳压，储水箱的采用浮球式自动液位控制装置。

12、储汽桶可以根据容量的需求而大小不一；

13、控制器可以是单相或三相电源；

14、电加热器可以是一个以上的；

15、太阳能集热器安装时附有支架，玻璃管与水平线倾斜10-60度为宜；

16、储汽桶下部设有排污阀口。

Claims

1.一种太阳能蒸汽发生系统，它主要包括太阳能集热器、控制器以及储汽桶，其中所述的太阳能集热器主要由连接箱、导热管以及真空集热管组成，多个太阳能集热器串联连接成为一组集热群，其特征在于所述的连接箱包括一在箱体外壳内设置的主流道，在所述主流道外设置有至少一层保温层，主流道的两端设置有连接端口，主流道上设置有多个连接导热管的T型座，该T型座外套置有连接真空集热管的弹性密封座；多个连接箱通过连接端口相互串联而形成一组集热群；集热群最前端连接箱的进水连接端口通过管道连接有由控制器控制的、带有单向阀的水泵；集热群通过管道连接于设置有进汽口和出汽口的储汽桶；

所述的T型座焊接在所述的主流道上，T型座上设置有内螺纹接口，其上通过一连接头连接着所述的导热管；所述主流道的外面包覆有两层保温层，其中内层为高效绝热保温层，外层为泡沫保温层。

2.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽发生系统，其特征在于所述的连接头上段设置有与内螺纹接口配合的外螺纹并旋接在所述的T型座上，且内、外螺纹连接之间附有软性密封材料，连接头的下段为多棱柱体或带有多个孔的圆柱体；所述导热管插接在所述连接头下段内孔中并焊连；所述T型座位于主流道和箱体外壳之间的保温层中。

3.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽发生系统，其特征在于所述的控制器主要包括水泵、单向阀、转换开关K、继电器J1和J2，控制电路板、压力开关、电加热管、进水阀和储水箱；所述的储汽桶上设置有进汽口、出汽口、卸压安全阀、压力传感开关和排水阀，并在储汽桶内安装有电加热器和水位传感器；所述水位传感器与所述控制电路板连接，所述控制电路板与串接在水泵电源电路上的继电器J2相连；设置在储汽桶上的常闭压力传感开关，其一端经一转换开关连接所述控制电路板，另一端通过一继电器J1连接在所述电加热管的电源电路上。

4.根据权利要求1所述的太阳能蒸汽发生系统，其特征在于所述的集热群为多个，且每组集热群最后端连接箱的出汽连接端口通过管道并联后通过一根进汽管连接于所述储汽桶上设置的进汽口上；每组集热群最前端连接箱的进水连接端口通过管道并联后通过一根进水管连接所述的水泵。